本发明专利技术涉及一种具有平滑表面的半导体结构和用于获得该结构的处理。用于使半导体晶圆的表面平滑的处理包括通过利用熔融束扫描所述表面使所述表面熔融，其特征在于，所述处理包括：定义基准长度；调整所述熔融束的参数，从而在对所述表面的扫描期间，使所述晶圆的长度大于或等于所述基准长度的局部表面区域熔融，如此执行的熔融使得可以平滑所述表面，从而消除周期小于所述基准长度的表面粗糙度。本发明专利技术还涉及一种半导体晶圆，该半导体晶圆包括为了该目的由半导体材料制成的表面层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面通过特定处理进行了平滑的半导体晶圆(即，基于半导体材料制成的至少一层生产的)。 本专利技术还涉及用于对半导体晶圆的表面进行平滑的处理。不受限制地，本专利技术涉及的半导体晶圆可以是SOI (绝缘体上硅)型。在本文中指定术语SOI覆盖任何类型的晶圆，或者更一般地，任何类型的衬底，该衬底包括可构建例如电子部件的有用层、支承层和位于有用层和支承层之间的电绝缘层。
技术介绍
半导体晶圆用在诸如电子和光电子的应用中，例如特别地用来在这种结构上构建部件和电路。这些晶圆可以是具有例如200mm、300mm或450mm的直径的圆形。但是它们也可以是其它尺寸和形状的衬底，例如在太阳能电池或显示器(屏幕)的领域中应用的矩形面板。这些晶圆的表面质量是重要的参数。该表面质量具体地用粗糙度的测量值表征，该测量值必须尽可能地低。可以按多个频率测量粗糙度，高频率粗糙度表征晶圆的表面状态的高空间频率的变化，而低频率粗糙度表征低空间频率的变化。已经想到若干种技术来提高表面质量通过机械或化学方式(可选地，通过组合)的平坦化、热退火(特别地在高温下)等。还提出将晶圆的表面暴露于来自激光器或者来自微波源的辐射的脉冲。在这方面，可以参考例如文献WO 2007/142911。该文献提出将脉冲流施加到衬底的表面。该文献既没有公开也没有启示使用基准长度对施加到表面的流定尺寸(dimension)。
技术实现思路
根据本专利技术，提出一种用于使半导体晶圆的表面平滑的处理，所述处理包括通过利用熔融束扫描所述表面使所述表面熔融，其特征在于，所述处理包括定义基准长度；调整所述熔融束的参数，从而在对所述表面的扫描期间，使所述晶圆的长度大于或等于所述基准长度的局部表面区域熔融，如此执行的熔融使得可以平滑所述表面，从而消除周期小于所述基准长度的表面粗糙度。根据其它有利的和非限制性的特征■在观测所述晶圆的表面的粗糙度分布以及根据在所述晶圆的表面上观测的粗糙度频率的分布识别截止频率之后，进行所述定义基准长度的步骤；■在确定代表要在所述晶圆的表面区域中构建的器件的基准尺寸之后，进行所述定义基准长度的步骤，所述基准长度大于或等于所述基准尺寸；■所述熔融包括熔融所述晶圆的局部区域，并且所述熔融束是能够熔化所述晶圆的表面区域的能量束； ■所述熔融包括将熔化材料馈送到所述晶圆的所述局部区域上，并且所述熔融束用在所述晶圆的表面上的熔化材料的馈送流的截面来限定；■所述熔融束的所述参数包括所述束的移动速度；■所述熔融束的所述参数包括所述束的功率密度；■所述熔融束的所述参数包括熔化材料的馈送流的流速。本专利技术还涉及一种半导体晶圆，所述半导体晶圆包括由半导体材料制成的表面层，其中，所述层的表面已经经受根据前述方面中的任何一项所述的处理，并且所述表面不呈现任何周期小于所述基准长度的粗糙度。附图说明参考附图，根据随后的详细描述，本专利技术的其它特征及优点将变得清楚。图I是在根据本专利技术的晶圆的处理之前可以在晶圆上观测的粗糙度频谱的分布的示意表示图。该图揭示空间截止频率，超过该空间截止频率，期望明显地减小或实际上去除粗糙度；图2a和图2b是例示在本专利技术中实施的平滑原理的示意表示图，特别揭示被照射熔化的局部区域，该区域具有受控的长度，如以下将说明的。该图揭示了在晶圆的平滑之前(图2a)和在晶圆的平滑期间(图2b)的晶圆的抬升；图3是该局部区域的表示图，该图例示影响对该区域的限定的各种参数；图4a和图4b示出在本专利技术的实施方式的图示中与图2a和2b类似的两个视图(分别是图4a和4b)，其中向要平滑的晶圆表面馈送熔化材料；图5a和5b示出在连续处理(用按照连续方式移动的熔融束实施对要处理的表面的扫描)的情形中处理了时程dt的表面的演化；图5c表示通过诸如上述连续处理的称为alpha的函数；图5d表示从任意初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的、进行了一次连续处理的和进行了两次连续处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度；图5e表示从白初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的、进行了一次连续处理的和进行了两次连续处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度；图6a例示在分段处理的情形中(用按照递进方式移动的熔融束实施对要处理的表面的扫描)处理了时程dt的表面的演化；图6b表示从任意初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的和进行了分段处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度；图6c表示从白初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的和进行了分段处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度；图7a表示从任意初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的、进行了连续处理的和进行了分段处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度；以及图7b表示从白初始粗糙度频谱开始，分别在未处理的、进行了连续处理的和进行了分段处理的晶圆的表面上观测的粗糙度频率的谱密度。具体实施例方式图I是在根据本专利技术的晶圆的处理之前可以在半导体晶圆上观测的粗糙度频谱的分布的示意性图。可以通过层转移(例如，通过智能切割型(Smart-Cut)处理)或一些其它方式来获得晶圆。晶圆的表面例如可以由硅制成。在图上，幅度与作为空间频率的函数的粗糙度的大小相对应。图I的图形揭示空间截止频率F截止，超过该空间截止频率，期望明显地减小或实际上去除粗糙度。换句话说，就空间周期而言，该截止频率对应于这样的长度，即在该长度以下，期望明显地减小或实际上去除晶圆的表面上的粗糙度。因此，我们将从限定基准长度开始，该基准长度将对要求施加到晶圆的表面的平滑处理定尺寸。该基准长度可以等于与Fe±相对应的周期(即等于2Ji/Fe±)。或者，基准长度可以按照任何确定关系，例如给定的比例关系，与对应于Fe±的周期相关联(在后一种情形中，基准长度等于与Fe±乘以确定因子相对应的周期)。还能够独立于在晶圆的表面上观测的粗糙度来限定该基准长度。当限定了基准长度时，向该表面施加平滑处理，该平滑处理包括通过利用熔融束扫描晶圆的表面来使所述表面熔融。术语“熔融”理解为意味着导致在晶圆的表面上获得材料的熔化状态的任何步骤，该步骤允许所述材料能够以均质和基本上平面的方式展开。因此能够通过实施两个主要配置(可选地，通过组合)来实现熔融-施加能量束(连续或非连续)以熔化晶圆的表面的材料，和/或-将熔化材料流(连续或非连续)馈送到晶圆的表面。按照惯例，在本文中定义下述内容-“熔融馈送矢量”，根据可应用的配置，作为能够熔化晶圆的表面的材料的能量束，和/或作为熔化材料的馈送流，-“熔融束”，作为对熔融馈送矢量进行划界的空间部分，-“熔化区域”，作为在将熔融馈送矢量施加到晶圆的表面之后该表面的处于熔化状态的区域。在仅能量馈送的情形中，熔融馈送矢量是能量束(例如，从诸如激光器这样的源发出的光束，或者能够熔化晶圆的表面的任何其它能量源，诸如能量粒子特别地是电子或尚子的束)。在仅熔化材料的馈送的情形中，熔融馈送矢量是在晶圆的表面上提供熔化材料(例如硅)的馈送流。通过在晶圆的表面上提供熔化材料的馈送流的截面来限定熔融束。在全部情形中，熔融束在晶圆的表面上限定施加长度。该施加长度在每一种情形中是由于熔融束的施加而处于熔化状态中的晶圆的表面的区域(该区域被称为“熔化区域”)的长度。 在熔融束以连续方式在晶圆的表面上移动的情形中，该熔化区域也连续地移动。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·布鲁尔，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：
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